Reti di distribuzione in DC nelle industrie

[mario_maggi]

L'elevata efficienza energetica è un must!
Consumare più energia di quanta ne serva effettivamente ad un utilizzatore finale non è solo un costo inutile ed una fonte di inquinamento superflua, ma ha anche delle implicazioni politiche che alla fine portano a guerre per l'energia. Dobbiamo quindi limitare al massimo l'acquisto di energia dall'estero e sfruttare il più possibile le fonti energetiche rinnovabili presenti sul nostro territorio.
Tecnicamente abbiamo a disposizione altre possibilità di risparmiare alcuni punti percentuali di energia, adottando la distribuzione elettrica a corrente continua nelle fabbriche.
E' dimostrato che l'eliminazione di convertitori non realmente necessari porta non solo ad una maggior efficienza energetica, ma anche ad una riduzione degli ingombri e dei costi, nonchè ad un aumento dell'affidabilità, essendoci un numero minore di componenti soggetti a possibili guasti.

Questa comparazione mostra chiaramente quali e quante siano le possibilità di risparmiare, adottando la filosofia DC: https://www.powerelectronicsnews.com/wp ... C-grid.png

Al momento solo poche aziende possono convertire la loro rete interna in fabbrica per lavorare solo in DC, ci vorranno ancora diversi anni prima di poter trovare facilmente tutta la componentistica necessaria. Per esempio, i fusibili super-extrarapidi per alte correnti DC alle tensioni necessarie esistono già ma attualmente non sono realizzati in contenitori di tipo industriale (si tratta di fusibili con una piccola carica di esplosivo all'interno, come avviene negli airbag).
Quasi tutte le aziende più importanti al mondo nell'elettrotecnica ed elettronica di potenza stanno discutendo in gruppi di lavoro al fine di determinare i livelli di tensione normalizzata e le specifiche per le protezioni, che dovranno essere intercambiabili con prodotti di aziende concorrenti. Alcuni produttori di cavi hanno già a catalogo i cavi studiati per la distribuzione in DC, che comporta la necessità di adottare soluzioni costruttive atte a garantire una lunga durata del cavo sottoposto ad una tensione DC che ha sempre la stessa polarità ed è quindi soggetta a fenomeni che non si verificano nei cavi per AC. Anche sui cavi ci sarà la possibilità di risparmiare, sia per il costo dei cavi data la minor lunghezza complessiva degli stessi, sia per i minori costi di installazione.
Suggerisco alle aziende italiane del settore elettrico ed elettronico di cominciare a valutare questo cambiamento sostanziale, prima che sia troppo tardi. Nel settore navale ci sono già esempi di realizzazioni in DC.
Qualcuno di Voi ha già realizzato qualche impianto di distribuzione in DC?

Ciao,
Mario

[JAndrea]

Sono curioso, quale sarebbe secondo te Mario un valore di tensione accettabile per la distribuzione in DC dell'energia?
Potrebbero esserci dei risparmi importanti non solo in termini di efficienza durante l'uso, ma forse anche di materiale nella costruzione dell'impianto?

Sono sicuro che hai già dei conti e valutazioni al riguardo.

In alcuni impianti, non propriamente industriali, ma del mondo utilities (energia, TLC, Gas, etc...), la distribuzione in DC è presente da sempre, per poter alimentare i carichi dalle batterie di impianto, con potenze di dimensionamento non poi così piccole.

E per esperienza posso dirti, che tanta componentistica, tra cui gli interruttori automatici è entro certi limiti già reperibile a ben volere.

[fpalone]

Non me ne occupo direttamente, ma un dottorando di ricerca che conosco si sta occupando di reti DC per le server farm.
Si parla di reti a 400 V in c.c., tensioni non particolarmente elevate: riporto un link con qualche informazione:
https://www.bragamoro.com/it/ict-e-data-center-m-2.html

[6367]

Nella 60364 IEC c'è una parte proprio per i data center in DC (nella 64-8 non ancora).

Qui la standardizzazione dei differenziali in DC.
https://www.iec.ch/dyn/www/f?p=103:38:4 ... ,23,122192

[mario_maggi]

JAndrea

quale sarebbe secondo te Mario un valore di tensione accettabile per la distribuzione in DC dell'energia?
Potrebbero esserci dei risparmi importanti non solo in termini di efficienza durante l'uso, ma forse anche di materiale nella costruzione dell'impianto?

Limitatamente agli impianti industriali medio-piccoli - esclusi datacenter e navi - la tensione ottimale potrebbe essere fissata tra 600....800 V, in tal caso a tutti i drive alimentati in AC a 400....480 V basterebbe eliminare la parte di raddrizzamento e aggiungere una protezione all'iinserzione nel circuito.

6367
la norma IEC citata si riferisce all'utlizzo in ambiente domestico, che è un discorso molto complesso e che richiede tempi lunghi. Invece agendo presto sull'industriale si possono ottenere benefici significativi a livello nazionale.

Ciao
Mario

[pakk]

Nn conoscevo l argomento.
Ho sfogliato queste pagine di phoenix:

https://www.phoenixcontact.com/it-it/in ... ione-in-dc

Ciao

[6367]

la norma IEC citata si riferisce all'utlizzo in ambiente domestico, che è un discorso molto complesso e che richiede tempi lunghi. Invece agendo presto sull'industriale si possono ottenere benefici significativi a livello nazionale.

Si riferisce all'uso domestico e "similare" che di fatto include anche le applicazioni industriali sino a una certa potenza. Molti degli interruttori che si usano in ambito industriale da sempre sono nella categoria dell'uso "domestico e similare".

Comunque è verissimo che per impianti industriali l'uso della DC si può fare molto più velocemente che in ambito strettamente domestico. Infatti già lo si fa a volte.

Aggiungo che l'ultima edizione della IEC 60364-8-82 in elaborazione, che prima o poi finirà nella CEI 64-8, che dà molto spazio agli impianti misti AC e DC, è applicabile anche al contesto residenziale.

[mario_maggi]

Ciao.
Ho provato a mettere informazioni su questa evoluzione su diversi media, e ci hanno provato anche note aziende, la reazione IN ITALIA è sempre stata finora molto fredda. Evidentemente alle industrie italiane interessa più mantenere le cose come stanno e sprecare energia quando sarebbe possibile risparmiarne in po', dopotutto c'è sempre la possibilità di lamentarsi per il caro-bollette e di cessare la produzione in Italia, comprando tutto dall'estero, dove avranno costi energetici minori grazie alla loro klungimiranza.
Per chi volesse comunque dedicare un po' di tempo per aggiornarsi sulla tecnologia DC che sarà vincente nel prossimo decennio, ho aggiunto alcuni link sotto MOOC - Didattica online gratuita - in fondo a questa pagina: https://www.axu.it/dc/
Le aziende specializzate in DC industriale sono ancora quasi introvabili, ho esempi di aziende italiane interessate che si rivolgono a tecnici esteri. Che delusione!
Ciao
Mario

[pakk]

L imprenditore (quello vero, lungimirante e consapevole) in genere è ben predisposto alle novità.
Manca però cultura e tecnici preparati che possano spiegare e instradare chi ha grandi disponibilità economiche a metter in pista nuovi insediamenti produttivi con nuove filosofie di Impianto.

[esisnc]

Qualcuno di Voi ha già realizzato qualche impianto di distribuzione in DC?

In ambito navale per le piccole unità (20 m - 24 m) la distribuzione elettrica è generalmente tutta in C.C. a 24 V.
Le tue osservazioni sulla distribuzione in C.C. in ambito industriale hanno un fondamento tecnico assodato, ma la migrazione verso un nuovo standard di distribuzione elettrica è veramente una rivoluzione epocale di dimensione enorme.
Io credo che, come per la mobilità elettrica, la transizione debba avvenire spontaneamente dal mercato con un oculato accompagnamento (incentivazione sostenibile) senza imposizioni dogmatiche e termini temporali perentori da rispettare. Altrimenti si va incontro a una pericolosa distorsione delle dinamiche di mercato difficilmente controllabili.